Гидросооружения на каналах
Оценка состояния движения течения за водосливом. Анализ перегораживающей поток части гидротехнического сооружения практического профиля с криволинейной водосливной поверхностью. Суть сопряжения бьефов гидросооружений. Изучение водобойного колодца.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.09.2017 |
| Размер файла | 788,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
.
Полная удельная энергия для сечения 1-1
,
где V1 -- скорость в сечении 1-1, V1 = Vкр:
.
Согласно исследованиям ряда авторов, коэффициент скорости при находится в пределах ц= 0,750,88.
Модельные исследования перепадов прямоугольного сечения, проведенные Б. Ботуком, позволили определить функциональную зависимость коэффициента скорости от параметров Сн, Но, b, В:
f ,
где b -- ширина перепада; B -- ширина свободной входной части.
На рис. 9.30 приведен график функции коэффициента скорости ц перепада, если имеется доступ воздуха под струю жидкости.
В зависимости от глубины в нижнем бьефе перепада сопряжение потоков может иметь форму отогнанного прыжка или затопленного прыжка. Если hc" > hH -- отогнанный прыжок, при hc"< hH -- затопленный прыжок, hc" -- фиктивная глубина сопряжения со сжатой глубиной hс.
Рис. График функции f
На показана схема перепада, где сопряжение бьефов имеет форму отогнанного прыжка.
Рис. Перепад с отогнанным прыжком
На участке отводящего русла, где заканчивается гидравлический прыжок, скорости потока существенно превышают скорости при нормальной глубине h0. На этом участке длиной L требуется укрепление дна русла, чтобы предотвратить его гидравлический размыв. Участок длиной L называется водобоем. Общая длина водобойного участка
L = l1+l2+lп+l3
где l1, -- дальность отлета струи; l2 -- длина отгона прыжка; lп -- длина прыжка; lз -- длина запаса.
Длина запаса учитывает необходимость крепления дна водобоя за пределами гидравлического прыжка:
l3 = (1ч2) hн.
Дальность отлета струи может быть вычислена по формуле, полученной согласно уравнению траектории физического тела, имеющего начальную скорость V' на уступе перепада, где глубина h' = 0,71hкр.
.
Дальность отлета также может быть вычислена по формуле (9.69).
Длина отгона прыжка l2 находится, как длина кривой подпора (свободной поверхности). Начальная глубина свободной поверхности hс, конечная длина h"н -- сопряженная глубина с глубиной в русле hн.
Длина прыжка lп определяется по формулам, приведенным в гл. 8.
В случае сопряжения бьефов в виде затопленного прыжка длина l2 = 0.
Расчет одноступенчатого перепада заключается в определении глубины на входном участке и на водобое, высоты стенки падения и длины водобоя.
Многоступенчатые перепады
В случае больших уклонов местности при прокладке каналов устраивают многоступенчатые перепады.
Многоступенчатые перепады могут быть без водобойных стенок в конце каждой ступени, или с водобойными стенками колодезного типа.
Высота ступени принимается в пределах Сн = 13 м. Зная разность отметок поверхности Z (м), количество ступеней будет равно n=.
Рис. Схемы многоступенчатого перепада
Многоступенчатые перепады без водобойных стенок применяются, как правило, в случае небольших расходов. Перепады без водобойных стенок рассчитываются аналогично одноступенчатым перепадам. Длина ступени перепада L определяется исходя из условия, что в конце ступени установится глубина, равная критической hкр . Длина ступени перепада
Lc = l1+l2+l3.
где l1 -- дальность отлета струи; l2 -- длина отгона прыжка (длина кривой подпора), сопрягающая сжатую глубину hс с критической глубиной hкр ; lз -- запас длины:
l3 = (2ч2,5) hкр.
При большой длине ступени перепада может образоваться гидравлический прыжок. Поток жидкости на ступенях многоступенчатого перепада без стенок характеризуется бурным состоянием.
Перепады колодезного типа обычно устраивают исходя из условия, чтобы его ступени имели одинаковые размеры, а в колодцах образовывался гидравлический прыжок.
Рис. Многоступенчатый перепад колодезного типа
Рассчитываются первый и второй перепады. На последней ступени необходимо учитывать глубину в нижнем бьефе, чтобы получить затопленный прыжок.
¦ Пример 9.9
На канале прямоугольной формы сечения шириной b = 4 м установлен перепад с вертикальной стенкой падения (см. рис. 9.29). Нормальная глубина в канале h0 = 2 м. Высота перепада Сн = 3 м. Расход воды в канале 20 м3/с. Глубина воды в нижнем бьефе hн = 1,8 м. Установить форму сопряжения потока воды, падающего с перепада, с нижним бьефом.
Удельный расход в канале
Критическая глубина
.
Полная удельная энергия для сечения 1-1
Средняя скорость в сечении 1-1
Коэффициент скорости находим по графику Б. Батука (см. рис. 9.30) для перепада со свободным доступом воздуха под струю:
f
Параметр, тогда ц = 0,87.
Сжатая глубина определяется из уравнения
hc вычисляется методом подбора, hс = 0,62 м.
Скорость в сжатом сечении
Сопряженная глубина hc" находится из уравнения гидравлического прыжка для прямоугольного русла:
Форма сопряжения бьефов -- отогнанный прыжок.
¦ Пример 9.10
Согласно данным примера 9.9 определить длину водобоя одноступенчатого перепада для укрепления дна русла. Уклон дна канала i0 = 0,0004 (см. рис. 9.31).
Длина водобоя находится по формуле (9.81):
L = l1+l2+lп+l3.
Длину отлета струи l1 от вертикальной стенки вычисляем по формуле
Ю. Константинова.
Глубина воды на грани перепада
.
Скорость потока на грани перепада
Запас длины l3=1,5hн = 1,5·1,8 = 2,7 м.
Длину прыжка определяем по формуле Н. Павловского:
lп = 2,5(1,9h2-h1),
где h2 = hH, hx= h"н -- сопряженная глубина с глубиной в нижнем бьефе hн.
lп = 2,5(1,9·1,8 - 1,0) = 6,05 м.
Длина отгона прыжка - длина кривой подпора. Длину кривой подпора находим по методу В. Чарномского.
Начальная глубина кривой подпора h] = hc = 0,62 м.
Конечная глубина кривой подпора h2 = h"н = 1,0 м.
Длина вычисляется по формуле:
Удельная энергия сечения Э1 , б = 1,
.
Удельная энергия сечения Э2
Средняя скорость на участке кривой подпора
Гидравлические радиусы:
Средний радиус .
Коэффициент шероховатости принимаем n = 0,02.
Средний коэффициент Шези
Уклон дна i0 = 0,0004.
Длина отгона
.
Длина водобоя
L = l1+l2+lп+1з = 5,65 + 46,3 + 6,05 + 2,7 = 60,7 м.
Исходя из скорости на водобое в сжатом сечении Vс = 8,1 м/с и средней скорости 6,53м/с необходимо выбрать соответствующее крепление дна водобоя.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные требования к проектам гидросооружений. Определение класса гидротехнического сооружения. Проверка на пропуск поверочного расхода. Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе и параметров принятых гасителей. Конструирование подземного контура.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.11.2021Компоновка гидроузла, выбор удельного расхода. Проектирование водобойного колодца. Выбор числа и ширины пролётов плотины. Конструирование водосливного профиля. Устройство и применение плоских затворов. Техническая безопасность гидротехнических сооружений.
курсовая работа [144,0 K], добавлен 29.07.2012Особенности гидравлического расчета деривационного канала в разных условиях равномерного и неравномерного движения. Входная и выходная часть быстротока. Определение глубины водобойного колодца и высоты водобойной стенки. Характеристика водослива плотины.
курсовая работа [893,9 K], добавлен 10.06.2011Расчет магистрального канала гидротехнического сооружения, определение равномерного движения жидкости по формуле Шези. Определение канала гидравлически наивыгоднейшего сечения, глубин для заданных расходов. Вычисление многоступенчатого перепада.
курсовая работа [193,2 K], добавлен 12.07.2009Конструирование водозаборного сооружения берегового типа. Назначение и характеристика проектируемого сооружения. Классификация грунтов основания. Равнодействующая горизонтальных и вертикальных сил. Расчет фундамента на сдвиг и абсолютную усадку.
курсовая работа [707,9 K], добавлен 12.07.2009Классификация безнапорных потоков, форма и размеры профиля непризматических и призматических русел. Условия равномерного безнапорного движения. Уравнение Бернулли для открытого потока. Гидравлически наивыгоднейшее сечение канала и расчетные скорости воды.
реферат [694,8 K], добавлен 21.12.2009Проектирование гидроузла: описание района, топографическая и климатическая характеристика, геологические условия. Обоснование выбора створа гидротехнического сооружения, компоновка узла плотины. Геометрические параметры плотины, гидравлический расчет.
курсовая работа [770,0 K], добавлен 14.12.2011Геометрическое нивелирование по пикетажу трассы. Измерение сторон и углов поворота трассы, разбивка пикетажа и поперечников. Составление и проектирование продольного профиля трассы. Определение на местности планового и высотного положения оси сооружения.
курсовая работа [790,2 K], добавлен 11.07.2012Расход потока грунтовых вод при установившемся движении в однородных пластах. Фильтрационный поток между скважинами при переменной мощности водоносных слоев фильтрация воды через однородную прямоугольную перемычку. Приток воды в строительные котлованы.
курсовая работа [43,7 K], добавлен 09.10.2014Естественные и хозяйственно-строительные условия. Проектирование поперечного профиля грунтовой плотины, сопряжения тела плотины с основанием и берегами. Выбор типа и конструкции водовыпуска. Организация производства работ по строительству гидроузла.
дипломная работа [283,0 K], добавлен 17.12.2010Анализ русловых деформаций по сопоставленным и совмещенным планам. Построение продольного профиля по оси судового хода. Исследование скоростного режима участка съемки. Анализ экологического состояния участка реки с учетом влияния господствующих ветров.
курсовая работа [137,5 K], добавлен 21.11.2010Общие представления об уравнениях состояния. Уравнение состояния Кнудсена. Программы и методические указания для расчета плотности воды. Результаты расчета вертикального профиля плотности воды. Анализ изменения плотности воды с глубиной в разных широтах.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 10.12.2012Требования к каналам осушительной сети. Глубина осушительных каналов и проводящей сети. Определение расстояния между осушителями. Построение поперечного профиля магистрального канала. Устойчивость откосов и дна канала, гидротехнические сооружения.
курсовая работа [353,8 K], добавлен 23.12.2012Маркшейдерские работы при строительстве шахт. Проектный полигон горизонта и проверка проектных чертежей. Порядок расчета полигона околоствольных выработок. Определение сопряжения горных выработок. Ведомость вычисления пунктов координат сопряжения.
курсовая работа [643,5 K], добавлен 25.06.2015Обработка журнала нивелирования. Последовательность построения продольного профиля трассы. Построение профиля поперечника. Проектирование профиля трассы. Пикетажное положение точек круговой кривой. Камеральная обработка результатов нивелирования трассы.
контрольная работа [48,5 K], добавлен 15.03.2010Характеристика района возведения гидроузла. Выбор основных размеров профиля плотин. Определение отметки гребня в глубоководной зоне. Откосы, бермы и дренажные устройства. Фильтрационный расчет грунтовой плотины. Проектирование водовыпускного сооружения.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.04.2015Геолого-физическая характеристика и анализ текущего состояния разработки месторождения. Анализ эффективности методов интенсификации добычи углеводородов. Расчёт профиля скважины с горизонтальным окончанием. Выбор режима работы газовой скважины.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 27.05.2015Коллекторские свойства продуктивных пластов. Физико-химические свойства пластовых флюидов. Конструкции горизонтальных скважин Ромашкинского месторождения. Анализ текущего состояния разработки. Выбор и проектирование профиля горизонтальной скважины.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 19.05.2012Понятие о гармонизации — системной методологии проектирования гидросооружений. Основные принципы и методология инженерных расчетов. Вероятностный метод расчета гидротехнических сооружений. Решение гидротехнических задач в вероятностной подстановке.
реферат [959,5 K], добавлен 11.01.2014Неустановившееся течение газа в пористой среде. Уравнение неразрывности для случая трехмерного потока и для радиального потока. Дифференциальное уравнение неустановившегося течения. Решение задач по фильтрации газа методом смены стационарных состояний.
курсовая работа [36,7 K], добавлен 11.11.2011
